[發(fā)明專利]一種基于生理電流的植物葉片固有輸導(dǎo)力的測(cè)定方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810189634.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN108572193A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳沿友;黎明鴻;吳明津;邢德科;劉宇婧;姚香平;于睿;徐小健;毛罕平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/02
• 分類號(hào): G01N27/02;G01N33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種基于生理電流的植物葉片固有輸導(dǎo)力的測(cè)定方法及裝置，測(cè)定裝置包括支架、泡沫板、電極板、導(dǎo)線、鐵塊、塑料棒，鑲嵌有電極板的泡沫板分別粘在支架底端和塑料棒上，塑料棒上添加不同質(zhì)量的鐵塊改變裝置的壓力來(lái)調(diào)節(jié)夾持力，使用時(shí)極板通過(guò)導(dǎo)線與LCR測(cè)試儀連接，兩電極板將待測(cè)量植物葉片夾持住，設(shè)定不同的夾持力，測(cè)定植物葉片生理阻抗，建立植物葉片生理阻抗的耦合模型，繼而獲得植物葉片生理電流的耦合模型，對(duì)該模型求導(dǎo)，獲得基于生理電流的植物葉片輸導(dǎo)力模型，依據(jù)輸導(dǎo)力模型獲取植物葉片固有輸導(dǎo)力。本發(fā)明可以便捷、快速、定量檢測(cè)植物葉片水力輸導(dǎo)能力，可以定量判斷植物葉片物質(zhì)輸導(dǎo)效率，測(cè)定的結(jié)果具有可比性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)工程和農(nóng)作物信息檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于生理電流的植物 葉片固有輸導(dǎo)力的測(cè)定方法及裝置，可以便捷、快速、定量檢測(cè)植物葉片水力輸導(dǎo)能力， 可以定量判斷植物葉片物質(zhì)輸導(dǎo)效率。

背景技術(shù)

植物細(xì)胞由細(xì)胞壁和原生質(zhì)體兩部分組成，原生質(zhì)體是由生命物質(zhì)-原生質(zhì)所構(gòu)成。兩 個(gè)主要的電解內(nèi)含物：液泡和細(xì)胞質(zhì)分別被液泡膜和原生質(zhì)膜包圍。細(xì)胞質(zhì)含有大量由特 定膜包圍的細(xì)胞器，液泡內(nèi)的水溶性溶液主要含有無(wú)機(jī)離子和有機(jī)酸。電流通過(guò)細(xì)胞膜時(shí) 產(chǎn)生電勢(shì)差，電勢(shì)差由細(xì)胞膜的有效運(yùn)輸系統(tǒng)和可選擇的滲透特性來(lái)保持。細(xì)胞器具有不 同的電學(xué)特性，液泡和細(xì)胞質(zhì)類似于電阻器，在葉肉細(xì)胞里，液泡和細(xì)胞質(zhì)占據(jù)了細(xì)胞內(nèi) 絕大部分空間，細(xì)胞膜具有電容特性。當(dāng)交變電流(AC)通過(guò)植物組織時(shí)，通過(guò)胞外間隙 和胞內(nèi)的比例取決于AC頻率和組織特性。在AC電路中，由電阻器和電容器阻抗電流，阻抗 即為電阻器和電容器對(duì)電流抵抗之和。植物細(xì)胞的阻抗特性取決于生理?xiàng)l件、發(fā)育階段、 養(yǎng)分狀況、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、水分平衡以及溫度等。

同一對(duì)象在同一環(huán)境下的阻抗測(cè)定中，阻抗大小主要取決于膜內(nèi)外離子濃度及其梯度 比值，所以膜對(duì)各種離子的通透性大小以及含水量決定了細(xì)胞阻抗大小，而對(duì)于葉片來(lái)說(shuō)， 阻抗則更是取決于膜內(nèi)外離子的濃度。外界激勵(lì)改變離子的膜通透性，影響了膜內(nèi)外離子 的濃度，而膜內(nèi)外離子濃度差服從能斯特(Nernst)方程，生理阻抗則與細(xì)胞內(nèi)離子濃度 成反比，由此可推導(dǎo)出，細(xì)胞的生理阻抗與外界激勵(lì)的關(guān)系。

目前測(cè)定植物的生理阻抗時(shí)通常出現(xiàn)重復(fù)性差，不同人不同時(shí)間不同地點(diǎn)，或者同一 個(gè)人不同時(shí)間不同地點(diǎn)、甚至同一個(gè)人、同一地點(diǎn)不同時(shí)間測(cè)定同一狀態(tài)的葉片結(jié)果差異 較大，嚴(yán)重地影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，使測(cè)定結(jié)果難以分析，更不具備可比性。究其原因 是由于每次測(cè)定施加不同的夾持力，造成結(jié)果的偏差，為了準(zhǔn)確地比較植物生理阻抗，使 不同批次的測(cè)定結(jié)果具有可比性，固定LCR電極板的夾持力，獲得特定夾持力下的植物生理 阻抗是當(dāng)前植物電生理研究的當(dāng)務(wù)之急！本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)夾持力，測(cè)定在不同夾持力下植 物葉片的生理阻抗，構(gòu)建夾持力與植物葉片生理阻抗耦合模型，依據(jù)耦合模型獲取特定夾 持力下的植物生理阻抗。

植物葉片的生理阻抗反映的是對(duì)生理電流的對(duì)抗能力，而生理電流則是葉片中包括無(wú) 機(jī)、有機(jī)離子等介電物質(zhì)產(chǎn)生的，阻抗越大，則介電物質(zhì)的運(yùn)輸越慢，因此，植物葉片的 生理電流可以反映葉片中極性物質(zhì)的輸導(dǎo)性能，也即植物葉片水力輸導(dǎo)能力和輸導(dǎo)效率。 因此，本發(fā)明，建立不同夾持力變化下的植物葉片生理阻抗的耦合模型，繼而獲得不同夾 持力變化下的植物葉片生理電流的耦合模型，對(duì)不同夾持力變化下的植物葉片生理電流的 耦合模型進(jìn)行求導(dǎo)，獲得基于生理電流的植物葉片輸導(dǎo)力模型方程，依據(jù)基于生理電流的 植物葉片輸導(dǎo)力模型，獲取基于生理電流的植物葉片固有輸導(dǎo)力，為植物的水分利用策略 研究和灌溉技術(shù)的開發(fā)提供方法的支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于生理電流的植物葉片固有輸導(dǎo)力的測(cè)定方法及裝置， 以克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法在線測(cè)定植物葉片固有輸導(dǎo)力和輸導(dǎo)效率，以及測(cè)定結(jié)果重復(fù)性差， 不具備可比性的缺陷。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

一種基于生理電流的植物葉片固有輸導(dǎo)力的測(cè)定方法，包括以下步驟：